模流分析技术在电器安装盒产品设计中的应用

一、引言

    随着经济的发展，在塑料制品行业对产品品质的要求也越来越高，面临原材料价格等制造成本不断上涨的压力，越来越多的企业开始从产品的原材料选型、材料厚度等方面着手，努力降低产品的制造成本。

    虽然材料成本得到一定程度的降低，但随之将会出现一系列的司题：例如产品厚度减薄将会导致注塑压力的增加、模具寿命的降低，产品内应力的增加导致使用寿命降低，生产过程中的短射导致废品率的增加等。在产品设计时设计人员通过以往设计经验来确定产品的厚度，但仅仅凭经验就得到合理的产品厚度是非常困难的；或者交给专业的分析人员进行分析，但与分析人员的交流及产品3D数据的转化、交互更改又影响到设计效率。

    通过 Plastics软件对注塑件进行模流分析，可实现设计师在产品设计过程中通过分析直接改进产品设计，在平台实现设计分析的双向即时转换，大大提高了设计效率。

    本文以电器安装盒在设计初期因为材料厚度司题导致的产品短射、应力分布不均等问题为例，采用 Plastics进行4种不同厚度的分析，得到最佳方案，从而得到满足节约材料、强度要求、生产工艺合理等要素的设计方案。

二、模流分析模型建立及分析

    使用 Plastics进行模流分析，操作简单方便，整个过程在操作界面左侧的管理树上可全部实现(图1)。整个过程可分为4个阶段进行，第一阶段对产品进行网格化处理；第二阶段对产品进行参数设定与边界设定；第三阶段对产品进行分析计算；第四阶段导出分析结果。

图1 操作管理树

    1.产品网格化处理

    对产品进行模流分析前需要对其进行网格化处理，即将产品模型用网格来代替。根据产品形状不同，网格分为实体和壳体两种划分方式。在做网格划分时，软件可实现自动划分大小网格、平滑过渡部分大网格、转角处小网络细密划分，以实现不影响精度的情况下后期快速计算结果。本文采用实体表面网格，网格大小如图2所示。

图2 网格化尺寸

      2.边界条件

    本零件为电器类产品，要求防火和耐热，因此选用了PC材料。注塑机型号采用Allrounder A270。螺杆直径为D25mm，最大注塑压力为155MPa；浇口位置位于零件表面中间，直径为3mm。注塑参数如图3所示。